Autor Tema: Accionamiento de TIP32 a traves de ULN2003 - Duda  (Leído 2851 veces)

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Desconectado dom124

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Accionamiento de TIP32 a traves de ULN2003 - Duda
« en: 18 de Octubre de 2015, 20:37:30 »
Hola a todos, quiero implementar el siguiente circuito, el cual estoy simulando en proteus... Aparentemente esta funcionando... pero las dudas son las siguientes...
- La resistencia de 10K a 12V es para el pull-up de la salida del ULN ya que son colector abierto no?
- Estoy confundido en como calcular las dos resistencias de base para el TIP... Podrían guiarme en los cálculos? suponiendo que quiero sacarle el máximo de corriente al TIP.

Estos valores los saque de un hilo del foro donde había una aplicación similar.

La idea de aplicar este circuito es ahorrar espacio en un PCB ya que al necesitar 7 TIPs si no ocupara el ULN tendría que buscar transistores para aumentar la corriente de base de los mismos ya que la excitación de los mismos salen desde un microcontrolador.

Espero se entienda lo que quisiera que veamos y discutamos entre todos.
Saludos y espero sus comentarios.

Desconectado todopic

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Re:Accionamiento de TIP32 a traves de ULN2003 - Duda
« Respuesta #1 en: 18 de Octubre de 2015, 21:43:00 »
Hola, como estas? Yo empleo BD140, y colocó 6,8k  donde tú colocas 100k, y en la base 2,2k
Eso es todo...

Saludos!
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Re:Accionamiento de TIP32 a traves de ULN2003 - Duda
« Respuesta #2 en: 18 de Octubre de 2015, 22:09:31 »
Hola dom124, lo que preguntas es bien sencillo, tanto de explicar como de entender.

Primeramente te comento que R2 de 10K no tiene sentido de ser, lo único que hace es consumir corriente y ninguna función, así que a eliminarla del circuito.

Para sacarle la máxima corriente al TIP32 debemos de partir de los datos del datasheet, y los que necesitamos son estos:

Collector Current -  Continuous      3.0 A
DC Current Gain               10-50 hFE
Base-Emitter On Voltage            1.8V

Estos datos obtenidos del datasheet del TIP32 de la firma MOSPEC (elegido al azar)

Ya con los anteriores datos podemos hacer todos los cálculos, sabemos entonces que la máxima intensidad que soporta el TIP32 es de 3 ampers, la ganancia mínima "garantizada" por la fábrica es de 10 (usamos este valor para tener en cuenta el caso menos favorable) y la caída de tensión base/emisor esperada es de 1.8V.

Calculemos:

3 Ampers / 10 hFE = 0.3 Ampers deben de circular por la base para conseguir la corriente máxima

12V - 1.8V = 10.2V será la tensión mínima base negativo/masa

10.2V - 0.7V = 9.5V 0.7 es la caída de tensión en el ULN

9.5V / 0.3A = 31.6 ohms (ley de ohms) resistencia que debes de colocar en la base

O sea que R3 debe de ser de 31.6 ohms para conseguir la máxima intensidad del TIP32

Para calcular R1 con una corriente del 1% de la corriente de base sería más que sificiente, entonces nos queda:

0.3A / 100 = 0.003A = 3mA

1.8V / 0.003A = 600 ohms

Terminados los cálculos sabemos que R2 no se usa, R3 debe de ser de 31.6 ohms y R1 de 600 ohms, esto para garantizar la conducción de los 3A máximos del TIP32 y para cualquier transistor de esa marca (en realidad las características de los transistores de las demás marcas son las mismas).

Pero, siempre hay un pero. No siempre es posible poner un transistor a conducir a su máxima capacidad, porque en la realidad la capacidad de conducción de un transistor disminuye con ta temperatura que posea su chip, o sea a mayor temperatura menor intensidad.
Más allá de lo anterior, hacer conducir siempre al máximo un transistor acortará su vida considerablemente y de seguro vos no podrás garantizar las condiciones necesarias para que esté siempre al máximo.

Por lo tanto a un transistor y por regla general, se lo usa a un máximo de la mitad de la corriente real que pueda conducir, en este caso sería solo 1.5A y siempre a un máximo del 70% de la tensión que pueda soportar, aunque en esto vamos sobrados.

Y ahora volvemos a los cálculos realizados anteriormente, como tu no lo usarás al máximo, pues no tiene sentido colocar las resistencias para tal condición ya que lo único que conseguirás es perder mucha potencia de manera innecesaria, por lo tanto debes de volver a calcular todas las resistencias para la intensidad máxima que desearás usarlo, o sea lo que te recomiendo es que calcules todo nuevamente para una intensidad máxima de 1.5A y tu no superes esa corriente en el colector de dicho transistor.

Espero me haya hecho entender, cualquier duda la consultas.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Pda. Para esa aplicación te puede ser de mayor utilidad el TIP125 o TIP126 o TIP127, son transistores darlington por lo que necesitan una corriente de base mucho menor, por lo que conseguirás un mejor rendimiento general del circuito al no desperdiciar potencia.

La teoría es cuando se sabe todo y nada funciona. La práctica es cuando todo funciona y nadie sabe por qué.

Desconectado dom124

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Re:Accionamiento de TIP32 a traves de ULN2003 - Duda
« Respuesta #3 en: 19 de Octubre de 2015, 08:32:10 »
Excelente explicación Carlos! muy entendible y se me aclararon varias dudas! Lo voy a probar y comento los resultados con los cálculos para la mitad de la corriente máxima ya que es mas que suficiente para mi circuito!
Ahora bien... viendo los valores de corriente de base me surge la siguiente inquietud...

si la Ib = 0,3 [A] y la Rb = R2 = 31.6 [Ohm] la potencia que va a disiparse en R2 es P = I^2 * R2 = 0,3^2 * 31.6 = 2.844 [W]... Es así esto?

Saludos! y gracias por los comentarios nuevamente!

Carlos

Modifico mi post a raiz de que estuve mirando los TIPs que mencionas... y entonces al ser la ganancia de 1000 me disminuye considerablemente la corriente de base, por lo tanto, la potencia disipada por las resistencia van a ser mucho menores! correcto??
« Última modificación: 19 de Octubre de 2015, 09:43:15 por dom124 »

Desconectado Chaly29

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Re:Accionamiento de TIP32 a traves de ULN2003 - Duda
« Respuesta #4 en: 19 de Octubre de 2015, 11:33:57 »
Hola dom124, con respecto a lo de la potencia estas en lo correcto, y por eso mismo te y es por ese motivo que siempre es recomendable usar la corriente de base mínima y necesaria para el desempeño correcto del transistor. En definitiva, si por el transistor circularán 0.5A calculemos la corriente de base para unos 0.7A, ya que si lo hacemos para 3A es potencia, dinero y componentes mal gastados...

Es por ese motivo que te recomendé mirases los TIP12X, porque su ganancia es tan alta que con muy poca intensidad de base consigues los mismos resultados, ahorrando costo en materiales, espacio, facilitando los cálculos y por supuesto potencia, en tu caso consigues demasiadas ventajas como para no aprovecharlo.

Igual sería muy interesante si puedes comentar que comandarás o cual será la corriente que circulará por dicho transistor, por ahí te podemos recomendar algo más adecuado. Por ejemplo, si es un simple display, pues el TIP es demasiado transistor

Un saludo.

Atte. CARLOS.

La teoría es cuando se sabe todo y nada funciona. La práctica es cuando todo funciona y nadie sabe por qué.

Desconectado dom124

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Re:Accionamiento de TIP32 a traves de ULN2003 - Duda
« Respuesta #5 en: 19 de Octubre de 2015, 16:08:30 »
Te agradezco por la respuesta Chaly29. Lo que voy a comandar en principio van a ser los dígitos de un display de 7 segmentos pero que cada uno de ellos se compone por aproximadamente 28 leds... entonces la idea es hacer 7 paralelos de 4 series de leds... haciendo pasar por cada serie 25 mA máximo... entonces por transistor tendría una corriente de casi 200 mA, la cual es mucho menor a la corriente por la que pregunte para realizar los cálculos... El tema esta en que posiblemente también haya que hacer dígitos mucho mas grandes... y entonces quería ya plantear el uso de la corriente máxima del transistor.

Ademas el poder hacer varios paralelos me va a permitir no tener que poner un trafo de mas de 15 V. Ahora me surge la duda si el costo de un transformador va en base a un aumento de corriente o uno de tensión  :? ... Que seria mas barato? uno de 15 V 2 A o uno de 30 V 1 A--- Obvio que cambiaría la forma de armar los paralelos... a series mas grandes.

Es verdad en lo que decís que este transistor es demasiado exagerado con esta aplicación... Aprovechando la discusión, pregunto... hay algunos Darlington que puedas recomendar ademas de los TIP12x que me describís?

Saludos

Carlos

Desconectado KILLERJC

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Re:Accionamiento de TIP32 a traves de ULN2003 - Duda
« Respuesta #6 en: 19 de Octubre de 2015, 19:58:00 »
Mi opinion:

- Trafo para un bajo consumo y si queres que este aislado, al menos yo prefiero un equilibrio de voltaje y corriente, es decir que la corriente no se exceda por sobre el voltaje,  Si usas menos corriente tenes componentes mas comunes a disponibilidad. Mas corriente implica mas calor generado (potencia disipada).
-Si ya vas a consumir mas y alimentar varias cosas ( supongamos que tenes 8 display de 7 segmentos grandes ) por ahi en costo conviene una fuente no aislada switching de 3A que facilmente hay algunos que te bajan de los 220Vrms a xxV. Hay que buscar. Lo feo: es que no es aislada.
- Si decidis ir por lo seguro vas a una fuente aislada  pero el costo seguro que va a ser mayor y solo sera rentable en caso de un muy buen consumo.

Igual creo que hay algunas fuentes switching de computadoras que te podrian llegar a servir.
http://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-577064307-fuente-switching-12v-5a-60w-trafo-apto-para-leds-factura-a-_JM

Lo que si no veo que puedan pasar 5A muy comodos por ese cable, tal ves unos 2A.

PD: Chaly te va a aconsejar mejor. Aunque ami me quedan varias dudas, ya que no se si lo que queres hacer es modular. O hacer la fuente completa para cada proyecto. O es un proyecto unico
« Última modificación: 19 de Octubre de 2015, 20:01:51 por KILLERJC »

Desconectado Chaly29

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Re:Accionamiento de TIP32 a traves de ULN2003 - Duda
« Respuesta #7 en: 19 de Octubre de 2015, 21:44:47 »
Hola dom124, el costo de un transformador está explícito en el tamaño del mismo o sea en la potencia del mismo, y en el costo intrínseco de cada uno de los materiales que lleva su construcción.

Tú preguntas: Que seria mas barato? uno de 15 V 2 A o uno de 30 V 1 A?

Pues te diría que el costo debería de ser el mismo, ya que la potencia manejada es la misma y el tamaño y cantidad de materiales son iguales. Puede haber una pequeña diferencia en que uno posea más salida comercial que el otro y eso defina un pequeño menor costo en el de 15x2 que en el de 30x1.

Con respecto a lo del display y según tu comentario el consumo máximo de un segmento sería de 200mA, pues te recomendaría un simple BC327 que para este caso es más que suficiente.

Cuando debas trabajar con display de mayor consumo pues ahí cambia los transistores, ya que no creo que se justifique la inversión actual para un desarrollo tan sencillo como el cambio de un transistor.
Con el costo de los 7 BC para un dígito, con suerte compras uno de los TIP12X.

Darlington hay muchos y de todos los tamaños, en el formato TO220 los que te recomendé son los más comunes y sencillos de encontrar, todo dependerá en que formato y potencia estás buscando


* Display.JPG
(27.04 kB, 357x534 - visto 583 veces)


Yo tengo diseñado el display de la imagen, cada segmento posee 2 series. el display funciona con 24 Vca (2 trafos de dicróica conectados en serie) rectificados y filtrados.
Por ahí te sirve de guía.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

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Re:Accionamiento de TIP32 a traves de ULN2003 - Duda
« Respuesta #8 en: 20 de Octubre de 2015, 14:51:05 »
Gracias por las respuestas! Estuve averiguando el precio de los trafos que mencionas Chaly y son bien baratos! ($45 aprox.) y vienen hasta 60W así que es mas que suficiente para lo que quiero hacer!

Killer, lo que quiero hacer en principio no es modular... pero si dejar contemplado en el pcb, la opción de poner transistores mas grandes para que me sirvan para la misma cantidad de displays pero con mayor cantidad de leds.

Saludos!

Carlos

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Re:Accionamiento de TIP32 a traves de ULN2003 - Duda
« Respuesta #9 en: 20 de Octubre de 2015, 21:38:49 »
Hola dom124, creo que estás confundido con transformador y fuente electrónica. Lo que tu dices que sale $45 aproximadamente es una fuente electrónica para dicroica y esta no te será de utilidad. Lo que tu necesitas es un "verdadero" transformador para dicroica, que son un poco más caros, alrededor de los $100 y estos si son transformadores de iguales a los que todos conocemos, pero como se hacen en grandes masas, pues son bastantes económicos.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Pda. y vienen de potencias de hasta 500W, por lo menos hasta esas potencia los e visto yo.



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Re:Accionamiento de TIP32 a traves de ULN2003 - Duda
« Respuesta #10 en: 21 de Octubre de 2015, 07:55:10 »
Es cierto... estaba muy confundido!  :oops: :? jeje... gracias!

Saludos!

Desconectado dom124

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Re:Accionamiento de TIP32 a traves de ULN2003 - Duda
« Respuesta #11 en: 04 de Mayo de 2016, 11:54:22 »
Buenas! estaba repasando la respuesta que me habia dado Chaly y uno de los valores tomados del datasheet es el Base-Emitter On Voltage... Pregunto para sacarme un par de dudas...

Este voltaje, es el que se encuentra entre Base y Emisor... (El cual para todos los cálculos que se hacen a modo de ejemplos en varios libros y demás lugares siempre lo toman como 0,7 V no?) El tema es que en el datasheet figura Vbe(on) y Vbe (sat)... por lo que leí en varias paginas el primero hace referencia a si trabajaríamos en la zona activa y la otra es en corte y saturacion... es así esto?

Saludos


Desconectado KILLERJC

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Re:Accionamiento de TIP32 a traves de ULN2003 - Duda
« Respuesta #12 en: 04 de Mayo de 2016, 14:33:33 »
Este voltaje, es el que se encuentra entre Base y Emisor... (El cual para todos los cálculos que se hacen a modo de ejemplos en varios libros y demás lugares siempre lo toman como 0,7 V no?) El tema es que en el datasheet figura Vbe(on) y Vbe (sat)... por lo que leí en varias paginas el primero hace referencia a si trabajaríamos en la zona activa y la otra es en corte y saturacion... es así esto?

No, te confundiste, estan:

Vbe(on) y Vce(sat)

Vbe(on) es correcto lo que decis, mientras esta conduciendo el BJT (emisor - colector ) tendrias una caida de tension entre base y emisor de -1.8V , negativo por que recorda que la corriente es saliente de la base, y la tension que debes aplicar para que conduzca el BJT es un valor menor en la base que el emisor.

Vce(sat) es la tension que vas a tener entre el colector y emisor, nuevamente aparece negativo, Si hubieras teniedo Vec  ( tension emisor-colector) seria positivo.

La tension de saturacion varia segun la corriente del colector. Al igual que la tension Vbe cuando lo estas saturando. Eso se puede ver en las figuras que estan luego de las tablas. Lo que esta en la tabla es para un valor especifico de corriente, en este caso para una Ic de -3A, para otros valores te vas a la grafica:

https://www.fairchildsemi.com/datasheets/TI/TIP32C.pdf
(Figura 2)

Desconectado elñato

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Re:Accionamiento de TIP32 a traves de ULN2003 - Duda
« Respuesta #13 en: 15 de Mayo de 2016, 19:04:12 »
Mi opinion:

- Trafo para un bajo consumo y si queres que este aislado, al menos yo prefiero un equilibrio de voltaje y corriente, es decir que la corriente no se exceda por sobre el voltaje,  Si usas menos corriente tenes componentes mas comunes a disponibilidad. Mas corriente implica mas calor generado (potencia disipada).
-Si ya vas a consumir mas y alimentar varias cosas ( supongamos que tenes 8 display de 7 segmentos grandes ) por ahi en costo conviene una fuente no aislada switching de 3A que facilmente hay algunos que te bajan de los 220Vrms a xxV. Hay que buscar. Lo feo: es que no es aislada.
- Si decidis ir por lo seguro vas a una fuente aislada  pero el costo seguro que va a ser mayor y solo sera rentable en caso de un muy buen consumo.

Igual creo que hay algunas fuentes switching de computadoras que te podrian llegar a servir.
http://articulo.mercadolibre.com.ar/MLA-577064307-fuente-switching-12v-5a-60w-trafo-apto-para-leds-factura-a-_JM

Lo que si no veo que puedan pasar 5A muy comodos por ese cable, tal ves unos 2A.

PD: Chaly te va a aconsejar mejor. Aunque ami me quedan varias dudas, ya que no se si lo que queres hacer es modular. O hacer la fuente completa para cada proyecto. O es un proyecto unico

hola, me decis cuales son esas ??
siempre pense que todas las swiching son  AISLADAS.
hasta la de un cargador de celular china es aislada, se ve en la placa , como se separa .

no aislado tenia solo a el concepto de fuente a C .
o a R. si la corriente es muuuuuy chica .
un saludo y gracias.

Desconectado KILLERJC

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Re:Accionamiento de TIP32 a traves de ULN2003 - Duda
« Respuesta #14 en: 15 de Mayo de 2016, 20:22:34 »
Yo le erre al decir no aislada, por que no me puse a pensar en que querrias pasar de la tension de linea a un valor menor, asi que terminarias con una fuente aislada como las que conoces.

Pero las fuentes switching NO aisladas existen, Pongo una imagen de un integrado que lo usa



Aunque no vas a encontrar un integrado con alto voltaje de entrada, por ejemplo Linear el maximo es de 150V ( como "high input"). En el caso de la imagen anterior no usa transformador, sino una simple bobina. Y es ahi donde se pierde el aislamiento. De todas formas se puede crear una fuente no aislada con alto voltaje de entrada, pero no viene de forma tan facil como con un IC :P (Al menos yo no conosco )

Aunque fue re pobre mi explicacion y lo mas seguro que mala, aca tenes una mejor explicacion:

https://es.wikipedia.org/wiki/Convertidor_Buck

(Son conversores DC / DC )
« Última modificación: 15 de Mayo de 2016, 20:26:04 por KILLERJC »